LC28 : Cinétique électrochimique

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Biblio :

• Fosset PSI (p317)

Intro

On va vu quelles réactions d’oxydoréduction étaient thermodynamiquement favorisées. Mais ce qu’on ne sait pas faire, c’est expliquer ceci : Fer dans eau acide (1M max), on ne voit pas apparaître de bulles alors que devrait. Si on met platine en contact, bulles se créent ! On va donc utiliser la thermo comme point de départ, pour faire ensuite la cinétique.

Expérience intro : barre de Fe dans HCl à 0.1M (pas trop acide sinon potentiel de H2/H+ trop décalé à gauche), pas de bulles. Mais si on met platine, bulles !

I Courbe courant potentiel

1) Phénomène

Cadre avec des électrons échangés, peut être l’animation, dire que c’est long parfois? Ca permet de poser le cadre pour avoir le pallier de diffusion plus tard.

On parle de cinétique donc on va définir des vitesses de réactions. L’outil le plus pratique, étant donné que les réaction scorrespondent à des échanges d’électrons, est le courant. 2) Grandeurs d’intérêt

Lien entre vitesse et courant deux avec la constante de faraday. Convension courant d’oxydation positif. Si il y a réaction, c’est que l’on est hors équilibre. Pour caractériser l’équilibre en ox/red, on utilise Nernst. Et si on est à un potentiel différent, on aura réaction. En fait, on va étudier l’évolution du courant (dû à la réaction, donc grandeur cinétique), en fonction du potentiel de la solution. Rappel Nernst, sur exemple du fer.

En pratique, comme on fait pour étudier le lien i et E-En?

II Courbes courant-potentiel

1) Caractérisation de la cinétique

Montage à 3 électrodes, allure courbe i(e) sans pallier avec potentiel Nernst. Exemple du couple de H₂O sur platine.

2) Facteurs d’influence et mur du solvant

Courant limite et pallier de diffusion : dans les espèces comme le fer en solution, problème de diffusion. Mais avec l’eau, pas de soucis, pourquoi? Espèce solide ou en large majorité. Mur du solvant

On a tous les outils pour caractériser les courbes, on peut essayer d’en tracer.

3) Tracé expérimental

Expérience de i(e) Fe et pallier de diffusion pour illustrer.

On a donc tous les outils pour caractériser un couple d’ox/red. Et maintenant, on va essayer d’en mettre plusieurs en solution pour voir ce qu’il se passe.

III Utilisation de courbes i(e)

1) Retour sur l’intro : réactions spontannées et surtensions

Supperposition de courbes, avoir courant non nul pour qu’il y ait réaction. Ici, avec le fer ne fonctionnait pas, surtensions.

2) Réaction forcée

Explicaiton electrolyse, en fait c’est ce que l’on fait quand on trace i(e) !

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pptx : LC28.pptx

Protocole :

Solution sel de Mohr à 0.1M à dilluer pour avoir le palier en fonction de la concentration. Utiier deux électrodes de platine et une de ref (Ag/AgCl).

Prélever 100mL des solutions réaliser les courbes i(e) sur LatisPro, et tracer la hauteur du pallier en fonction de la concentration.